[发明专利]具有简单结构的微柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括电子发射源和透镜的微型电子柱，更具体地涉及一种具有可便于对准和组装电子发射源和透镜的结构的微型电子柱。

背景技术

在二十世纪八十年代首先提出了作为微型电子柱的微柱，其根据扫描隧道显微镜(STM)的基本原理进行操作，并且基于具有微结构的电子发射源和电子光学部件。微柱由微部件精密组装而成，从而最小化光学数值，并因此构造出改进的电子柱。设置有多个微结构，并且所述微结构可以用于具有并联或串联结构的多微柱。

微柱为机械式微结构，其包括微电子透镜和偏转器并具有高纵横比。通常，微柱包括电子发射源、源透镜、偏转器和单透镜。

对微柱而言，电子发射源、源透镜和单透镜的对准和紧固对于微柱的性能来说非常重要。关于微柱的这种对准和紧固，在1996年出版的杂志《Vacuum&Science Technology》B146的第3792-3796页的名称为“Experimental evacuation of a 2020mm footprint microcolumn”的文章公开了一种传统微柱。

图1为传统微柱的立体图，其示出了其中电子发射源、源透镜、偏转器和单透镜对准并紧固的传统微柱。上板2与设置在上板2的顶部上的微型定位器(未示出)一起形成用于支撑电子发射源的构件，并且在所述构件的中央形成有通孔，以将电子发射源1定位在其中。如图1中所示，用作用于容纳上板2和透镜的支撑构件的下板5利用上螺栓经由四个支撑杆6紧固。源透镜3与电子发射源1对准，并且通过环氧树脂粘合剂等附连至下板5的顶部。偏转器4设置在下板5的左右两侧。此外，单透镜(未示出)以与源透镜相同的方式布置并紧固至下板5的底部，与源透镜3相对。上板2和下板5在它们的中心轴线处分别设有通孔，这样，从电子发射源1发射出的电子束可以穿过透镜和偏转器。

图2为示出了传统电子柱的操作的概念图，其中示出了传统电子柱的操作原理。

在图2-A中，从电子发射源1发射出的电子束B穿过源透镜3的孔，通过偏转器4偏转，并通过聚焦透镜6聚焦在样品上。上述传统微柱的不利之处在于因偏转器4的布线和聚焦透镜6的布线导致其组装和使用不便。此外，相关的过程复杂。

图2-B示出了利用偏转器型透镜层执行聚焦和偏转从而省略偏转器的实施方式。该技术公开于1995年出版的《Vacuum&Science Technology》杂志B13(6)的第2445-2449页的名称为“Lens and deflector design formicrocolumn”的文章和第3802-3807页的名称为“The electrostatic movingobjective lens and optimized deflection systems for Microcolumn”的文章。

在图2-B的电子柱中，聚焦透镜6′在其中间层中包括稍后将描述的偏转器型透镜层6b(参考图4的说明)，从而执行聚焦功能和偏转器功能，替代了图2-A的偏转器4。

发明内容

技术问题

相应地，本发明考虑到现有技术中出现的上述问题，本发明的目的在于提供一种具有简单结构的电子柱，该电子柱通过将偏转器和聚焦透镜组合在一起而形成。

此外，本发明的电子柱降低了布线的复杂性，从而简化了生产过程。

此外，本发明的电子柱旨在简化多电子柱的布线和控制过程。

技术方案

根据本发明的具有简单结构的电子柱基本上包括电子发射源、源透镜和偏转器。

此外，本发明提供了一种具有电子发射源和透镜单元的电子柱，其中所述透镜单元包括两个以上的透镜层，并执行源透镜功能和聚焦透镜功能。

此外，与传统微柱相比，根据本发明的微柱，源透镜可以附加地执行聚焦透镜的功能。此外，源透镜可以执行聚焦功能和偏转功能。